Vorwort

Bernd-Rüdiger Meyer, Dirk Falke

Maßhaltige Kunststoff-Formteile

Toleranzen und Formteilengineering

ISBN (Buch): 978-3-446-43687-9

ISBN (E-Book): 978-3-446-43689-3

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© Carl Hanser Verlag, München

Vorwort

Die Entwicklung und Fertigung qualitativ hochwertiger Kunststoff-Formteile bei akzeptablem Preis-Leistungs-Verhältnis erfordert die erfolgreiche Bearbeitung und Koordinierung der Entscheidungsfelder Werkstoff, Teilegeometrie, Werkzeug und Fertigung in ihrem untrennbaren Beziehungsgeflecht:

Werkstoff

Fertigung

Teilegeometrie Werkzeug

Aus Sicht des Qualitätskriteriums Maßhaltigkeit werden die Autoren wesentliche Aspekte dieser Beziehungen beschreiben. Dem Leser soll dabei vor allem die Über-zeugung vermittelt werden, dass jedes Entscheidungsfeld letztlich gleichbedeutend für die Erfüllung der Maßhaltigkeitsforderungen ist. Dafür muss bereits am Beginn der Formteilentwicklung eine enge Zusammenarbeit und Kommunikation zwischen den jeweiligen Kooperationspartnern organisiert werden, wobei für das Projektma-nagement insbesondere auch die Verantwortlichkeiten für Entscheidungen und Rea-lisierungen in allen Stufen eindeutig zu klären sind. Aktuelle Schwachstellen des Projektmanagements in organisatorischer und fachlicher Hinsicht werden deutlich angesprochen und mit ausführlichen Hinweisen für eine effektive Arbeitsweise ver-bunden.

Der konkrete Gegenstand des Buches betrifft Formteile aus Urformverfahren, wobei Spritzgieß- und Pressverfahren für Thermoplaste, thermoplastische Elastomere und Duroplaste den inhaltlichen Schwerpunkt bilden. Eine gewisse Übertragbarkeit, zumindest in den allgemeinen Grundsätzen, ist auch für andere Verfahren möglich.

Besonders hohe maßliche Genauigkeitsanforderungen sind bei sogenannten techni-schen Teilen zu erwarten, wie sie in den Branchen Fahrzeug- und Maschinenbau, Elektrotechnik, Elektronik, Medizintechnik, Feinwerktechnik u. a. angewendet wer-den. Darüber hinaus spielen Kunststoff-Formteile in nahezu allen Wirtschafts- und Lebensbereichen mit sehr unterschiedlichen Anforderungsprofilen eine Rolle.

Es kann im Regelfall nicht erwartet werden, dass alle mit der Formteilentwicklung befassten Personen über das erforderliche kunststofftechnische Fachwissen verfü-

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gen. Die Autoren werden daher folgende fachlichen Schwerpunkte möglichst allge-meinverständlich erläutern:

� Metalle und Kunststoffe sind hinsichtlich der maßrelevanten Eigenschaften nicht oder nur extrem eingeschränkt vergleichbar. „Kunststoff ist kein weicher Stahl.“

� Kunststoff-Formteile sind immer mehr oder weniger verzugsgefährdet. Daher spielen die Form- und Lageabweichungen eine entscheidende Rolle. „Verzug ist nicht völlig vermeidbar, aber minimierbar.“

� Maßänderungen an Kunststoff-Formteilen müssen für drei unterschiedliche Maß-bezugsebenen (Teileanwendung, Teilefertigung, Werkzeugfertigung) berücksich-tigt werden, die durch verschiedene physikalisch-technische Kausalitätsbeziehun-gen und deren Überlagerung bestimmt sind. „Z. B. sind Maßänderungen von Kunststoffen im Vergleich zu Metallen bei gleicher Temperaturschwankung ca. 5- bis 20-mal größer.“

� Werkzeuge sind wichtige Produktionsmittel (Unikate) der Formteilfertigung. Abhängig vom Formteilbedarf und den Qualitätsanforderungen ist der Aufwand für Konstruktion und Herstellung der Werkzeuge mit dem Ziel geringer Stückkos-ten konzeptionell zu optimieren. „Werkzeuge sind keine Stahlblöcke, die immer zu viel kosten.“

� Moderne Messverfahren ermöglichen bei entsprechendem Kostenaufwand die Messung vieler Maße selbst an simplen Teilen. Der Formteilentwickler sollte mög-lichst wenige funktionsbedingte Prüfmaße direkt tolerieren. „Es gibt Formteile, deren Herstellkosten zu 75 % durch Vermessung verursacht wurden.“

Die für die Fertigungstoleranzen von Kunststoff-Formteilen maßgebende Norm DIN 16901 (1973 /1982) wurde im Oktober 2009 zurückgezogen, da sie in allen wichtigen Belangen nicht mehr dem technologischen Standard entsprach. Unmittel-barer Anlass für die Zurückziehung der DIN 16901 war der von den Autoren für den Verband der Erzeuger technischer Teile, GKV TecPart e. V., erarbeitete Verbands-standard „Formteilentwicklung und Werkzeugbau – Grundsätze zur Konzeption und Tolerierung“, der sich kritisch mit der aktuellen Situation auf dem Gebiet der Formteilentwicklung und -fertigung sowie Werkzeugbau auseinandersetzte und konkrete inhaltliche Vorschläge für eine neue Norm begründete.

Im Februar 2011 wurde der Arbeitsausschuss „Toleranzen für Kunststoff-Formteile“ im FNK des DIN zur Erarbeitung einer neuen Norm gegründet (Obmann: D. Falke). Der TecPart-Verbandsstandard bildete die inhaltliche und methodische Grundlage. Insgesamt 24 Vertreter aus den Bereichen Formteilanwendung (z. B. sechs Automo-bilfirmen, sowie bekannte international agierende Zulieferkonzerne), Kunststoffver-arbeitung, Dienstleistung sowie Wissenschaft/Forschung erarbeiteten den Entwurf der DIN 16742, die ab Oktober 2012 der Öffentlichkeit zur Diskussion gestellt wurde. Danach ist die Einreichung als ISO-EN-Norm vorgesehen. Es sei erwähnt, dass zur einfacheren Handhabung der DIN 16742 die Firma Makrolar /Berlin Com-

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putersoftware zur Verfügung stellt, deren Erweiterung um anwendungsbedingte Einflüsse auf die Maßhaltigkeit vorgesehen ist.

Da die Buchautoren maßgebend Inhalt und Methodik der DIN 16742 mitgestaltet haben, darf der Leser eine ausführliche und praxisbezogene Einführung in die Norm-anwen dung erwarten. Darüber hinaus wird er mit erweiterten Betrachtungen der Maßhaltigkeit aus Sicht der Formteilanwendung sowie mit den Möglichkeiten und Grenzen der Maßbeeinflussung vertraut gemacht. Zur Nutzung der Erfahrungen des Automobilbaus bei der Entwicklung und Anwendung von Kunststoff-Formteilen haben die Autoren Dr. M. Bohn und K. Hetsch dankenswerterweise eine Einführung zum Toleranzmanagement beigesteuert.

Prof. Dipl.-Ing. B.-R. MeyerDipl.-Ing. D. FalkeJuni 2013